Сборник практических работ по технологии машиностроения

Порядок выполнения работы

1.Определить коэффициент использования металла.

2.На основании варианта задания табл. 1.9.2 и коэффициента К™ выбрать наиболее экономический метод обработки (по рис. 1. 9.1).

3. Дать обоснование выбранного метода, ч

4.Определить затраты нацснрвные материалы.

5.Определить заработную плату.

6.Определить затраты на инструмент.

7.Определить затраты на электроэнергию.

8.Определить затраты на нагрев. ;

9.Определить затраты на амортизацию и текущий.ремонт,

10.Определить затраты на производственные площади.

11.Определить технологическую себестоимость при различных методах обработки.

12.Определить годовой экономический эффект от применения более экономичного метода обработки.

13.Построить диаграммы себестоимости и ее составляющих.,

14.Дать анализ полученных результатов расчетов.

15.Сравнить результаты расчетов с выбранными на графиках методой обработай.

16.Составить отчет.

Содержание отчета

1.Название работы.

2.Содержание задания.

3.Эскиз детали с указанием размеров, точности обработки и ше­ роховатости поверхности.

4.Расчет технологической себестоимости, ее составляющих и

экономического эффекта.

5.Диаграмма себестоимости и ее составляющих.

6.Анализ результатов сравнения экономичности методов обра­

ботки.

7. Выводы.

93

Контрольные вопросы

1.Как увеличивается производительность труда при поперечно­ клиновой прокатке?

2.Как уменьшается норма расхода металла?

3.Как определяется коэффициент использования металла?

4.Какая предполагается функциональная зависимость между ко­ эффициентами использования металла при различных методах об­ работки?

5.Как определяются затраты на основные материалы?

6.Как определяются затраты на заработную плату?

7.Как определяется технологическая себестоимость детали?

8.При каких условиях целесообразно применять токарную обра­ ботку?

9.При каких условиях целесообразно использование штамповки?

10.При каких условиях целесообразно применение поперечно­

клиновой прокатки?

11. Как определяется годовой экономический эффект от приме­ нения более экономического метода обработки?

Г л а в а 2. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Р а б о т а 2.1

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО ПАРАМЕТРАМ ТОЧНОСТИ

Цель работы - определение возможности применения рассмат­ риваемого технологического процесса для изготовления продукции с определенными параметрами качества; Оценка изменения точно­ стных характеристик технологических систем во времени и опреде­ ление их соответствия требованиям, установленным в научнотехнической документации; получение информации для регулиро­ вания технологического процесса (операции).

Работа рассчитана на два академических часа.

94

Основные положения

Контроль точности технологических систем сле^^ет проводить по альтернативному или количественному признаку. При контроле по альтернативному признаку проверяют соответствие парамет­ ров технологического процесса и средств технологического осна­ щения требованиям, установленным в научно-технической доку­ ментации. Этот контроль следует производить в следующих случа­ ях в соответствии с ГОСТ 27.203-83[65]:

1.Разработка технологических процессов на этапе технологиче­ ской подготовки производства.

2.Управление технологическими процессами.

Контроль точности технологических систем по количественно­ му признаку производится в случаях, когда выполняются:

1)разработка технологических процессов на этапе технологиче­ ской подготовки производства;

2)выбор методов и планов статистического регулирования тех­ нологических процессов (операций);

3)замена, модернизация или ремонт средств технологического оснащения;

4)совершенствование технологических систем в части повыше­

ния их надежности и качества изготовления продукции.

Для оценки надежности технологических систем по парамет­ рам точности следует использовать расчетные, опытностатистические методы, а также метод квалитетов по ГОСТ27.202-83. Области их использования приведены в табл. 2.1.1.

Т а б л и ц а 2.1.1

Области использования различных методов оценки надежности тезшологических систем

95

Расчетные методы основаны:

-на использовании математических моделей изменения пара­ метров качества изготовляемой продукции или параметров техно­ логического процесса с учетом физики отказов й имеющихся апри­ орных дйнных о свойствах технологических систем данного класса;

-на использовании данных о закономерностях изменения во времени факторов (износ инструмента, температурные и упругие деформации и т. д.), влияющих на один или одновременно несколь­

ко параметров качества продукции.

Из расчетных методёв практически применяются:

1.Метод случайных функций, заключающийся в расчете харак­ теристик изменения математического ожидания и дисперсии.

2.Метод элементарных погрешностей, основанный нафасчете суммарной погрешности контролируемого параметра исходя из из­ вестных значений элементарных йогрешностей (погрешности уста­ новки' детали в приспособлении, геометрической неточности, на­ стройки станков и тепловых деформаций и т. д.).

Суммарная погрешность в этОм сл>чае

гДе А,,А2,...,Ап - Предельные значения элементарных погрешно­ стей;

К - коэффициент риска;

^2’ • • • »^ в; “ коэффициенты, учитывающие закон распре­

деления элементарных шгрешностей при равновероятном их выхо­ де за обе границы поля допуска.

Р = 100| - 2Ф ( К ) ] , % ,

где Р - вероятный процент брака.

Значение коэффициента К может быть определено по табл. 2.1.2.

96

В технологических расчетах чаще всего принимается Р = 0,27 % и К = 3,00. Коэффициенты Х^,А,2,...,А,а рассчитывают по ГОСТ 19415-75 при фактических данных о законе распределения элементарных погрешностей. При нормальном законе распределе­

ния коэффициенты А,,Л.2,...Д п равны 0,111.

Для обеспечения надежности технологических операций по точ­ ности необходимо, чтобы

6 , < Т ,

где Т - допуск на контролируемый параметр.

Метод квалитетов основан на сравнении требуемых значений параметров технологической системы с их предельными возмож­ ными значениями, установленными в справочной и нормативно­ технической документации в зависимости от квалитетов точности применяемых средств технологического оснащения и предметов производства.

Пример 1. Оценить точность токарной операции методом квали­ тетов. Исходные данные - операция выполняется на многошпин­ дельном прутковом горизонтальном автомате класса Н, заготовка - пруток из автоматной стали 30 мм, Ац - максимальное возможное смещение режущей кромки резца 12 мкм {износ, тепловые дефор­ мации и т. п.). Допуск на обработку 28Ы0 равен 84 мкм.

По ГОСТ 8831-79 находим, что допуск на диаметр образцаизделия по диаметру в поперечном сечении равен 80 мкм.

= Добр + 2А„ (м к м ),

где Добр - допуск на диаметр образца-изделия; Ац - максимально возможное смещение режущей кромки резца.

= 80 -Ь 2 • 12 = 104 мкм.

Сравнивая величину 5^ с допуском на обработку контролируемо­ го параметра 28Ы0, делаем вывод о том, что точность рассматри­ ваемой операции следует считать неудовлетворительной.

Опытно-статистические методы основаны на использовании данных измерений параметров качества изделий, полученных в ре­ зультате специального выборочного обследования и испытаний технологической системы и ее элементов. Они основаны на расчете Зс , 8, их доверительных интервалов с последующим определением критерия согласия Пирсона определяющим достоверность вы­ бранного закона распределения.

При контроле по количественному признаку определяют сле­ дующие показатели точности технологических систем:

1.Коэффициент точности (но контролируемому параметру)

Кт = - ,

т

где со - поле рассеяния или разность максимального и минимально­ го значений контролируемого параметра за установленную нара­ ботку технологической системы, определяемое с доверительной вероятностью по выражению

со= .?(у)-8;

^(у) - коэффициент, зависящий от закона распределения кон­

тролируемого параметра и величины у (коэффициент риска). При у = 0,9973 (нормальный закон)

(О = 6-8,

где 8 - среднее квадратическое отклонение контролируемого параметра; Т - допуск на контролируемый параметр.

где Кто. - нормативное (предельное), технически обоснованное значение Кто.

98

2. Коэффициент мгновенного рассеяния

где (0 (1) - поле рассеяния контролируемого параметра в момент времени 1 (относится к мгновенной выборке).

3. Коэффициент смещения (контролируемого параметра)

Кс ^

где А (I) - среднее значение отклонения контролируемого парамет­ ра относительно середины поля допуска в момент времени

Д (0 = 1х(0-л:о|,

где х(1) - среднее значение контролируемого параметра;

хо - значение параметра, соответствующее середине поля допус­ ка (при симметричном поле допуска хо совпадает с номинальным

значением Хном)- 4. Коэффициент запаса точности

Кз (О = 0,5 - Кс (О - 0,5Кр (1 ).

Величина Кз (4) Должна быть больше 0.

Пример 2. Определить величину Кз(1:) при следующих исходных данных:

Контролируемый размер 40±0,1 мм; Т = 0,2 мм; (о(1) = 0,12 мм; х(|:) = 40,05 мм.

А(1)= х(1)- Хд =40,05-40,00 = 0,05 мм.

99

Кз (О = 0,5 - 0,25 - 0,3 = -0,05.

Так как величина Кз (I) < О, то в данном случае отсутствует запас точности по контролируемому параметру.

Методические указания

Для выполнения работы студентам выдается задание по одному из вариантов, приведенных в табл. 2.1.3, 2.1.4, 2.1.5.

На основании исходных данных требуется рассчитать величины Кт и Кз(1) и сделать заключение о точности выполнения операции.

Варианты заданий для выполнения практическойработы

«Оценка надежности технологических систем по параметрам точности»

1. Определить коэффициент точности Кт операции обработки корпусной заготовки на вертикально-фрезерном станке торцевой фрезой при следующих исходных данных (табл. 2.1.3).

100